在大腸桿菌中建立第二極以人工實現穩健不對稱細胞分裂

Abstract

不對稱細胞分裂是細胞分化的重要過程。借助合成生物學的概念，我們可以通過在對稱分裂的模式生物，如大腸桿菌，中實施核心的不對稱分裂調控網絡來重現該過程。先前，我們的研究中發現可以用新月柄桿菌中構築極性網絡的核心蛋白(PopZ)來建構最小的不對稱細胞分裂模型。PopZ會穩健的在大腸桿菌細胞中行成單一的極化點，並能在開啟下游的基因表達後藉由一個不會擴散的報導蛋白形成可視化的不對稱分模型，完成最小系統的建構。然而這個最小的不對稱性分裂系統對報導蛋白的表達水平波動很敏感，因此在這項研究中我們的目標是添加對向極的新系統來建立一個雙極的模型，以期建立一個更穩定的不對稱細胞分裂系統。此系統設計使用新月柄桿菌PodJ（另一種也在細胞極處自組織的支架蛋白）添加到先前的系統中，並利用一個PodJ 的結合蛋白(PleC)作為連接蛋白進行測試。本研究的結果表明，PodJ和PleC可以作為在大腸桿菌中重建的穩健不對稱細胞分裂的第二極。